Cơ Học Ứng Dụng - Cơ Học Kết Cấu part 3 ppsx

13
Chơng II: tính nội lực của kết cấu phẳng
tĩnh định chịu tác dụng của tải trọng tĩnh.

2.1. Tính chất chịu lực của kết cấu tĩnh định
v phơng pháp xác định nội lực.
1. Khái niệm kết cấu tĩnh định.
Kết cấu tĩnh định là kết cấu phải đảm bảo hai điều kiện:
- Bậc tự do: W=0.
- Không biến hình .
Dầm
Công son
Vòm
Cột Cột
Khung
Dàn


Kết cấu tĩnh định có thể là một bộ phận (Dầm giản đơn, Dầm mút thừa hay
công son, cột) có thể gồm nhiều bộ phận ghép lại với nhau trong đó có kết cấu
chính và kết cấu phụ thuộc.
- Kết cấu chính là kết cấu không biến hình có thể tồn tại độc lập.
- Kết cấu phụ thuộc là kết cấu phải dựa vào kết cấu khác mới đứng vững

Kết cấu phụ 1Kết cấu chính Kết cấu phụ 2


14
Để tính và vẽ biểu đồ nội lực của kết cấu tĩnh định ta chỉ cần dùng 3 phơng
trình cân bằng tĩnh học:

2. Tính chất chịu lực của kết cấu tĩnh định:
a. Đặc điểm 1:
- Nếu kết cấu tĩnh định gồm nhiều bộ phận hợp thành trong đó có bộ phận
chính và bộ phận phụ thuộc thì:
o Khi lực tác dụng lên bộ phận chính thì chỉ bộ phận chính có nội
lực còn bộ phận phụ thuộc không có nội lực.
o Khi lực tác dụng lên bộ phận phụ thuộc thì cả bộ phận chính và bộ
phận phụ thuộc có nội lực.
Ví dụ: Xét kết cấu nh trên hình vẽ.
P
1
P
2
P
3
P
2
P
1
P
3
P
2
P
1
P
3
R

F
R
E
R
E
R
D
R
B
R
A
ABC EDF

Ta nhận thấy:
- ABC là bộ phận chính.
- CDE là bộ phận phụ của ABC.







=
=
=



0

0
0
i
m
Y
X

15
- EF là bộ phận phụ của CDE.
- Nếu chỉ có lực P
1
thì bộ phận CDE và EF không có nội lực .
- Nếu chỉ có lực P
2
thì cả bộ phận CDE và ABC có nội lực, còn EF không có
nội lực.
- Nếu chỉ có lực P
3
thì cả 3 bộ phận EF, CDE và ABC có nội lực.
b. Đặc điểm 2:
Dới tác dụng của nhiệt độ thay đổi và chuyển vị cỡng bức thì kết cấu tĩnh
định chỉ bị biến dạng mà không phát sinh nội lực .


R
A
=0
R
B
=0

R
A
=0
R
B
=0
t
1
t
2
(t
2
<t
1
)
ABAB


c. Đặc điểm 3:
Nếu có một hệ lực cân bằng tác dụng lên một bộ phận không biến dạng hình
học của kết cấu tĩnh định thì chỉ có bộ phận đó phát sinh nội lực còn các bộ
phận khác không có nội lực.

A
2P
DC
P P
a a
BE
P

P
Pa
P P
a
Pa Pa
P
P
P
NQ
M



16
d. Đặc điểm 4:
Khi trên một bộ phận không biến dạng hình học của kết cấu có lực tác dụng
nếu ta thay lực đó bằng một hệ lực tơng đơng thì nội lực trong bộ phận đó sẽ
thay đổi còn các bộ phận khác không thay đổi.

P
C
a
A
a
EB
P
D
2P
y2y1
y1

y2


e. Đặc điểm 5:
Nếu ta thay đổi cấu tạo cuả một bộ phận không biến dạng hình học nào đó
trong kết cấu thì nội lực trong bộ phận ấy sẽ thay đổi còn các bộ phận khác nội
lực không thay đổi.
3. Phơng pháp xác định nội lực trong kết cấu tĩnh định :
Để xác định nội lực trong kết cấu tĩnh định ta chỉ cần sử dụng 3 phơng
trình cân bằng tĩnh học cơ bản.







=
=
=



0
0
0
i
m
Y
X

17
2.2. Tính v vẽ các biểu đồ nội lực của Dầm phẳng tĩnh định .
1. Phân loại Dầm phẳng tĩnh định:
a. Dầm giản đơn:
A B
l

b. Dầm mút thừa:
A B
l
l2l1
CD


c. Dầm công son:
l
AB

d. Dầm tĩnh định nhiều nhịp:
Dầm tĩnh định nhiều nhịp là Dầm đợc cấu tạo bởi các Dầm giản đơn, Dầm
mút thừa hoặc Dầm công son và đựơc nối với nhau bởi các khớp trong đó có bộ

phận chính và bộ phận phụ thuộc.

AFEDCB
DC
EF
AB
AB
B
A
DC
EF
CDE F
EF
FEDC
CD
DC
EF
CDE F
A
A
A
A
Loại 1 Loại 2


18
2. Tính và vẽ các biểu đồ nội lực của Dầm tĩnh định .
Thực hiện theo trình tự sau:
- Bớc 1: Phân tích đợc quan hệ giữa các đoạn dầm xem Dầm nào là Dầm
chính Dầm nào là Dầm phụ thuộc.

-Bớc 2: Tính các phản lực của các đoạn dầm phụ thuộc trớc sau đó truyền
phản lực đó xuống Dầm chính thông qua các Liên kết trung gian. (Khớp hoặc
liên kết đơn). Tiếp đó ta tính các phản lực trên Dầm chính.
- Bớc 3: Vẽ các biểu đồ nội lực cho từng đoạn dầm riêng lẻ sau đó ghép các
biểu đồ đó lại với nhau ta đợc biểu đồ nội lực của toàn Dầm .
3. Ví dụ1: Hãy tính và vẽ biểu đồ mô men, lực cắt của kết cấu sau:
7m
3m 6m
10 KN/m
20 KN
AB D
C
A
D
C
B
C
D
10 KN/m
R
C
=30 KN
R
D
=30 KN
BA
R
B
=755/7 KNR
A

=-195/7 KN
195
11.25
45
80
50
30
30
195/7
M
Q
KN.m
KN

Giải

Bớc 1: Phân tích đợc quan hệ giữa các đoạn dầm :